密封环支撑边界条件对机械密封端面变形的影响

• 作者: 王金红 陈志 刘凡 李建明
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 机械密封 O形圈 支撑边界条件 端面变形 数值模拟 模型 材料
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 表面与界面工程
• 页码范围: 1744-1753
• 页数: 9页
• 分类号: TB42
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20190584

摘要

机械密封的密封环是通过辅助O形圈支撑在轴上或者密封腔内，不同的结构设计会改变密封环支撑边界。针对三种机械密封结构模型，利用ANSYS有限元分析软件，模拟机械密封摩擦副端面的变形，讨论了橡胶O形密封圈不同受力边界条件下机械密封端面变形的规律。研究发现当动环、静环均采用SiC时，在静态（结构分析）时，该三种不同支撑结构的摩擦副端面均形成发散间隙，端面变形受支撑边界接触应力的影响较大；热结构耦合分析发现其动环、静环端面间隙呈收敛间隙运转时，热边界条件影响更大。当动环采用石墨，静环采用SiC时，发现其端面间隙可能为收敛型也可能为发散型，这与支撑边界有关。故密封环支撑边界条件的不同会影响动环端面变形，同时动、静环材料的弹性模量对端面的变形有较大影响，从而会影响密封性能。该研究对机械密封设计有指导意义。